試論電氣自動化控制的可靠性

摘 要：電氣自動化對于人類生產、生活的意義不言而喻，但是，“自動化”僅是在以往工業生產形式基礎上，而產生較為新穎的概念。其并不能夠真正意義實現完全的自動化生產。而且，自動化編程模式仍舊不夠完善。進而可能造成應用中的風險。更為重要的是，電氣領域已經廣泛使用自動化控制設備，在自動化程度的安全性和可靠性無法滿足較高標準的情況下。電氣自動化的應用風險，無疑會對使用者形成嚴重影響。因此，本文從電氣自動化控制的可靠性層面展開研究，并就現有安全隱患提出行之有效的建議，希望能夠為自動化設備生產領域帶來些許幫助。

關鍵詞：自動化控制；電氣自動化；控制設備

1 我國電氣自動化控制設備現狀

改革開放后，大量自動化設備必須依靠進口而實現，較為嚴重刺激了民族尊嚴。所以，在上世紀70年代末期，大量院校及社會研究機構，紛紛開展了電氣自動化的研究工作，希望能夠在自動化領域，為中國工業生產和應用，找到更為契合的解決方案。1984年，《電子設備可靠性預計手冊》（GJB299-87）頒布，自此標志著我國自動化研究和應用真正走向正軌。而隨著國內自動化研究領域不斷深入，電氣自動化設備的應用效率，以及安全性能均有了顯著的提升。

不過，在不斷研究與發展中，仍舊沒有真正意義上實現電子自動化的可靠性。其中任何隱性的風險，均可能造成使用者的巨大損失。故此，“可靠性”在進入21世紀后，成為熱議的自動化研究課題。研究者希望電子自動化設備，能夠在保證高效率、可持續運轉時，在自檢、自維修等功能促進下，創造出完全脫離人力管理的安全應用設備。該需求的產生，無疑會讓電氣自動化愈加復雜。因為，在實現自動化運行的過程中，不僅需要保證編程邏輯的嚴謹和完善，以及在設備層面的質量。自動化設備的不穩定因素，更多是受到環境的影響，例如溫度、濕度、雷電、污染、電磁干擾等方面。而自動化設備作為商業產品，在成本限制下，卻只能夠最大程度保證各類環境的兼容性。所以，造成我國電氣自動化設備可靠性不高的問題。

2 電氣自動化控制設備可靠性的檢測

為保障本文在電子自動化設備可靠性層面的建議有效性。筆者在研究的同時，對電子自動化設備進行檢測，以確立其不可靠之處的主要癥結。所采用的方法具體為現場測試法；實驗室測試法；保證實驗法。三種方法的主要特征為：

第一，現場測試法。在真實場景中所進行的模擬測試，力求達到最準確的測試結果。不過，由于測試環境的局限性，該手段只能夠用于整體檢測。

第二，實驗室測試法。主旨對零部件性能及質量測試，同時測試不同環境下硬件設施的穩定程度。該實驗的能夠模擬較為惡劣環境下，設備的環境承受力。

第三，保障實驗法。這是一種廣泛用于產品質量抽查的實驗方式，主要用于確定產品的合格率。所以，實驗保障法可以用于初級測試。

本文所采取的上述三種測試方式，均是國家級檢測中心所提出。故此，在完全按照實驗流程執行時，能夠一定條件下保障檢測結果的準確性和真實性。

同時，由于檢測內容過于復雜，且涉及因素和環節較多，此處不再對檢測內容及結果贅述。即，所檢測結果將與下述建議共同敘述。

3 提高電氣自動化控制設備可靠性的策略

3.1 提高設計的可靠性

從檢測中可發現，很多電氣自動化設備存在著設計不合理的問題。例如，部分控制環節與數據反饋環節的溝通力較弱，難以實現最有效率的自動化控制。在工業設計領域，特別是電氣應用領域。其設備可靠性關系到使用者的基本安全。

在設計無法滿足合理性時，所存在的隱藏風險以及效率問題，必然將電氣自動化所應實現的功能大大削弱。對此，建議在設計中注意：

第一，充分適應環境需求。不同應用環境中，電氣化設備應有不同的抵抗機制。簡單來理解，某一部分的電氣設備型號，可用于持續高溫環境工作，其他型號則可以適應低溫、高電磁輻射、高濕度等不同環境。同時，設計者也要考慮到符合環境的需求，以確保設備的持續工作效率；

第二，考慮空間因素。筆者在測試實驗過程中發現，一些電氣設備的體積過大，并不適合復雜作業環境；

第三，充分降低成本。此處所指成本是實現高性價比基礎上，所進行壓縮的生產成本。

設計者雖然應該考慮設備的商業價值，卻不能忽視設備的真正功能，以及在應用中可能存在的風險。

3.2 合理選用零部件及材料

隨著對電氣自動化需求不斷提升，設備組成也開始愈加復雜。所以，在零部件的應用上，必須做出有效的調解。其中最為關鍵的是，應當盡量采取統一規格零部件，制造符合差異化工作環境的電氣自動化設備。統一化可以保證零部件生產線持續運作，并逐漸消除部件質量隱患。同時，設備零部件規格統一，也有利于部件的保養和更換。另外，在材料方面，在保證其質量的同時，也應該注重新型材料的應用，進而在提升設備性能的同時，有效降低材料成本。

3.3 電子元器件的選擇

電子元器件層面應考慮以下內容：

第一，技術契合性。一些設備元器件，竟與整體設計不兼容。最終導致無法用技術突破設備工作效率的限制；

第二，應用環境契合性。在不同特定環境下，選擇適合的電子元器件；

第三，考慮元器件特性。例如，一些元器件容易在工作中發熱。如此便要求設計時，必須為其提供有效的散熱空間。

4 結語

電氣自動化設備的可靠性關系到使用者基本安全，同時也對造價昂貴的電氣系統有著較大的威脅。所以，本文從可靠性層面進行研究，并提出設計、材料、零部件、元器件四個方面的建議。希望能夠為電氣自動化設備的生產提供些許理論支持。

參考文獻：

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作者簡介：孫佳正（1995-），男，漢族，湖南邵陽人，邵陽學院電氣工程系，本科，研究方向：自動化。